髋关节试验机四自由度并联模块运动学与动力学特性分析

摘要

由于人工髋关节材料摩擦磨损特性检测结果的准确程度与试验设备运动准确性有关,选用3SPS+1PS并联机构作为试验机髋关节仿生模块的核心部分。通过Pro/E与ADAMS联合对此类并联机构进行建模,然后根据正常人体髋关节的生物运动及力学特性,在ADAMS中对其进行运动学、动力学仿真模拟。通过仿真结果得知:各支链的主要运动集中在并联机构的Z方向上;支链r2的运动曲线最为复杂,其位移、速度、加速度的幅值相对来说最小;r1运动曲线幅值最大。机构承受的外力主要作用在支链r0和球副r01的Z方向。分析结果为此类并联机构的机械结构、误差灵敏度分析及相应控制系统的下一步设计奠定基础。